Il fattore acustico

L’inquinamento acustico negli abitati ha raggiunto livelli elevati ed ha indotto gli organi legislativi dei diversi paesi ad emanare normative che impongono limiti ai livelli sonori generati nell’ambiente esterno.

Normalmente nelle diverse normative acustiche dei diversi paesi il territorio viene suddiviso in  classi, a seconda del tipo di utilizzazione a cui l’area stessa è destinata: dalle aree adibite ad uso industriale, a quelle per uso residenziale, a quelle particolarmente protette, fissando i livelli sonori massimi ammessi diurni e notturni. 

Vengono anche fissati i criteri di valutazione del contributo di ciascuna sorgente sonora al raggiungimento del rumore complessivo e quindi l’accettabilità delle caratteristiche e del posizionamento di tale macchina.

Occorre quindi prendere attentamente in considerazione, nella scelta del tipo d’impianto e di macchine interne ed esterne, anche il fattore acustico. E’ bene notare che l’abbattimento del rumore  può incidere sensibilmente sul costo dell’impianto e che è sempre molto meglio pensarci prima perché i rimedi successivi possono essere ancora più costosi e risolvere il problema solo parzialmente.

Per quanto riguarda invece il rumore interno, valgono solitamente le specifiche di Capitolato che, una volte accettate, hanno valore impegnativo.

Per una corretta interpretazione delle prescrizioni, di legge e di capitolato, e dei cataloghi dei Costruttori di apparecchiature converrà richiamare alcuni fondamentali concetti di acustica.

Il rumore

Il suono, che quando disturba definiamo rumore, è una variazione di pressione dell’aria provocata dalla vibrazione di un corpo; tale variazione di pressione si propaga nello spazio con una onda acustica.

Nell’aria il suono si propaga con un’onda sinusoidale caratterizzata da :

• Velocità di propagazione pari a circa 340 m/s; è un valore praticamente fisso ai nostri fini

• Frequenza : è il numero di oscillazioni compiute in un minuto dall’onda stessa; si misura in Hertz ( Hz ). L’orecchio umano percepisce normalmente suoni di frequenze comprese tra 20 e 16.000 Hz.

• Lunghezza d’onda: è il percorso del suono durante il quale un’onda compie un’oscillazione completa. E’ una grandezza inversamente proporzionale alla frequenza.

Il rumore emesso da una macchina costituisce una forma di energia che viene dispersa nell’ambiente. Come sempre, la potenza esprime il conto dell’energia sviluppata, trasmessa o trasferita nell’unità di tempo. Pertanto il rumore potrebbe essere espresso come “Potenza sonora” e cioè espressa nella unità di misura propria della potenza i Watt, ma questa misura non sarebbe pratica. Occorre rilevare che la vibrazione sonora, nei casi di comune considerazione, ha significato in relazione all’effetto che questa produce sull’orecchio umano piuttosto che in termini fisici energetici.Il rumore della macchina viene allora convenientemente espresso come Livello di potenza sonora, che è un rapporto logaritmico tra la sua potenza sonora ed un valore di riferimento stabilito convenzionalmente, che è appunto il livello di potenza corrispondente alla soglia minima di udibile da un orecchio normale. La relativa unità di misura è il Decibel ( dB ).

Se consideriamo il suono come energia generata da una sorgente che si propaga e distribuisce nello spazio risulta evidente l’importanza della intensità del suono intesa come la potenza acustica (energia sonora emessa nell’unità di tempo) che attraversa l’unità di superficie orientata normalmente rispetto alla direzione di propagazione. In questo caso possiamo definire il Livello di intensità sonora come il rapporto logaritmico tra il livello di intensità sonora attuale ed il livello di intensità convenzionale di riferimento; anche questo espresso in Decibel (dB).

L’orecchio umano, in effetti rileva delle vibrazioni e cioè delle oscillazioni di pressione dell’aria che, entro le gamme di frequenza già menzionate o frequenze udibili, vengono trasformate in stimoli e trasmesse al cervello generando la sensazione sonora. Anche in questo caso esiste un livello minimo avvertibile di pressione sonora che, fissato convenzionalmente, serve a definire il Livello di pressione sonora come rapporto logaritmico tra la pressione sonora attuale e quella di riferimento. Ancora il livello di pressione sonora viene espresso in Decibel (dB) il cui significato è diverso da quello della potenza sonora e dell’intensità sonora.

Grossolanamente possiamo affermare che il livello di potenza sonora è una grandezza fisica legata alla energia sonora emessa dalla sorgente di suono o rumore, mentre il livello di pressione sonora è una grandezza fisica legata all’effetto che il suono o il rumore ha sull’orecchio.

Per quanto sopra definito si comprende anche che intensità sonora e pressione sonora dipendono, per una data potenza sonora generata, dalla possibilità e dal modo di propagarsi del suono, nonché dalla distanza del punto di osservazione rispetto alla sorgente.

Frequenze e bande di ottava

Il rumore è normalmente composto da una “miscela di suoni” di differente frequenza (spettro delle frequenze) che hanno differenti caratteristiche e diverse capacità di essere propagate ed assorbite. Sono state definite delle bande di frequenze, normalmente otto (bande d’ottava), che coprono lo spettro sonoro udibile, per ciascuna delle quali viene fornito un valore di livello di pressione sonora; i centri banda sono normalmente  63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Hz.

Pesatura dei suoni

L’orecchio umano non è ugualmente sensibile a tutte le frequenze udibili: i suoni acuti, a pari potenza, generano sensazioni più forti e quindi disturbano di più di quelli gravi.

Per facilità di riferimento sono state studiate delle scale ponderate che riducono o aumentano il valore reale del rumore secondo la frequenza per adeguarle a livelli sensoriali dell’orecchio umano e dalle quali si ottiene un unico valore convenzionale, “miscela” delle varie frequenze, in grado di dare una valutazione del rumore secondo la sensibilità dell’orecchio umano.

La più usata di queste è la scala  “A” ; i rumori valutati secondo questa scala vengono misurati in Decibel (A) indicati come dB(A). Esistono anche altri metodi di pesatura che si basano su curve correttive che partono dallo stesso principio: ricordiamo le “NC” (Noise Criteria) e le “NR” (Noise Rating).

Il campo libero e campo chiuso

Il suono è costituito da onde di pressione che si propagano radialmente rispetto alla sorgente se non ci sono vincoli od ostacoli che ne impediscono il cammino: onde sferiche. Il campo sonoro che si viene a formare in uno spazio ideale privo di ostacoli, e che quindi permette al suono di propagarsi  liberamente,  si definisce campo libero.

Per contro, quando l’onda di pressione (onda sonora) propagandosi incontra un ostacolo, a seconda delle caratteristiche fisiche dell’ostacolo, una parte della sua energia viene riflessa secondo leggi più o meno geometriche, una parte viene assorbita dall’ostacolo stesso, ed una parte viene trasmessa oltre l’ostacolo.

Si parlerà pertanto di energia riflessa, energia assorbita ed energia trasmessa.

Se consideriamo una sorgente sonora interna ad un certo locale, le pareti del locale costituiranno degli ostacoli alla propagazione del suono ed un osservatore posto all’interno del detto locale, o comunque un qualsiasi rilevatore di suoni, riceverà sia i suoni direttamente dalla sorgente che i suoni riflessi dalle pareti. In questo caso si parlerà di campo chiuso.

A seconda delle caratteristiche delle pareti e della loro capacità di riflettere i suoni o di assorbirli si parlerà di campi acustici anecoici (pareti perfettamente assorbenti) o campi riverberanti (pareti riflettenti).

Alcuni tipici livelli di pressione sonora in dB(A) :

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